2022-2023學年福建省寧德市古田縣第四中學高三物理期末試題含解析

2022-2023學年福建省寧德市古田縣第四中學高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.關于能量轉化與守恒的理解，下列說法中正確的是（

）（A）凡是能量守恒的過程就一定會發(fā)生（B）摩擦生熱的過程是不可逆過程（C）空調(diào)機既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性（D）由于能量的轉化過程符合能量守恒定律，所以不會發(fā)生能源危機參考答案：B2.如圖，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m，擺長相同，并排懸掛，平衡時兩球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左邊拉開一小角度后釋放，若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷正確的是（

）A.第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬間，兩球的動量大小相等C.第一次碰撞后，兩球的最大擺角不相同D.發(fā)生第二次碰撞時，兩球在各自的平衡位置參考答案：AD由于發(fā)生的是彈性碰撞，有，解得，選項A正確B錯誤；不管a、b的質(zhì)量關系如何，只要，根據(jù)能量守恒可得兩球的最大擺角就相同，C錯誤；根據(jù)周期公式T=2π知：兩單擺的周期相同，與質(zhì)量無關，所以相撞后兩球分別經(jīng)過T后回到各自的平衡位置，這樣必然是在平衡位置相遇．所以不管a、b的質(zhì)量如何，下一次碰撞都在平衡位置，選項D正確。3.我國探月工程已進入實施階段。已知月球半徑與地球半徑的比值約為6：25，月球表面重力加速度約為地球表面重力加速度g的1/6，那么在月球上工作的宇航員要想坐飛船脫離月球，飛船所需的最小發(fā)射速度為多少？（星球的第二宇宙速度與第一宇宙速度的關系是。已知地球的第一宇宙速度為7.9km/s，不計其它星球的影響。）(

)A．7.9km/s

B．11.2km/s

C．2.2km/s

D．1.6km/s參考答案：C4.（填空）（2015?長沙模擬）物理課題小組參與設計某道路的“風光互補路燈”系統(tǒng)．如圖所示，其主要部分為：A．風力發(fā)電機（最大輸出功率300W）B．太陽能電池（太陽能轉化為電能的效率為20%，最大輸出功率為36W）C．蓄電池（12V

500A?h）D．LED路燈（12V

60W）（1）如果當?shù)卮怪庇谔柟獾钠矫娴玫降奶栞椛鋸姸燃s為200W/m2，要想使太陽能電池達到最大輸出功率，則太陽能電池板的面積至少要0.9m2．（2）若只用風力發(fā)電機給蓄電池充電，將蓄電池的電能由20%至充滿所需時間為25h，則風力發(fā)電機的輸出功率為192W．參考答案：（1）0.9

（2）192功率、平均功率和瞬時功率解：（1）由太陽能電池達到最大輸出功率等于輻射功率乘以面積再乘以效率得：200S×20%=36，解得，S=0.9m2（2）根據(jù)能量守恒列方程得：12×500×（1﹣20%）=P×25，解得，P=192W故答案為：（1）0.9

（2）1925.（多選）如圖，將小砝碼置于桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動很?。@就是大家熟悉的慣性演示實驗．若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為M和m．各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ，砝碼與紙板左端的距離及桌面右端的距離均為d．現(xiàn)用水平向右的恒定拉力F拉動紙板，下列說法正確的是（）A．紙板相對砝碼運動時，紙板所受摩擦力的大小為μ（M+m）gB．要使紙板相對砝碼運動，F(xiàn)一定大于2μ（M+m）gC．若砝碼與紙板分離時的速度小于，砝碼不會從桌面上掉下D．當F=μ（2M+3m）g時，砝碼恰好到達桌面邊緣參考答案：解：A、對紙板分析，當紙板相對砝碼運動時，所受的摩擦力μ（M+m）g+μMg，故A錯誤．B、設砝碼的加速度為a1，紙板的加速度為a2，則有：f1=Ma1，F(xiàn)﹣f1﹣f2=ma2發(fā)生相對運動需要a2＞a1代入數(shù)據(jù)解得：F＞2μ（M+m）g，故B正確．C、若砝碼與紙板分離時的速度小于，根據(jù)知，因為開始砝碼向右做勻加速運動已經(jīng)有一段位移，所以砝碼可能還會從桌面掉下，故C錯誤．D、當F=μ（2M+3m）g時，砝碼未脫離時的加速度a1=μg，紙板的加速度=2μg，根據(jù)，解得t=，則此時砝碼的速度，砝碼脫離紙板后做勻減速運動，勻減速運動的加速度大小a′=μg，則勻減速運動的位移，可知砝碼恰好到達桌面邊緣，故D正確．故選：BD．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.太陽能是綠色能源，太陽能發(fā)電已被廣泛應用，某型號太陽能電池組的電動勢為20V，內(nèi)阻為1Ω，給一個阻值為9Ω的電阻供電，則通過該電阻的電流為

____A，該電阻兩端的電壓為_______V.參考答案：2

18

7.一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，氫原子可能發(fā)射

種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子的能量是

eV；用n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射的光子照射下表中幾種金屬，

金屬能發(fā)生光電效應。幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1參考答案：6

2.55

銫8.一個同學在研究小球自由落體運動時，用頻閃照相連續(xù)記錄下小球的位置如圖所示。已知閃光周期為s，測得7.68cm，12.00cm，用上述數(shù)據(jù)通過計算可得小球運動的加速度約為_______m/s2，圖中x2約為________cm。（結果保留3位有效數(shù)字）參考答案：4.5,9.69.如圖所示，厚度為h，寬度為d的導體板放在與它垂直的、磁感應強度為B的勻強磁場中，當電流通過導體板時，在導體的上側面A和下側面A＇之間會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應．實驗表明，當磁場不太強時，電勢差U、電流I和磁感強度B之間的關系為，式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù)．霍爾效應可解釋如下：外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側，在導體板的另一側會出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場，橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當靜電力與洛倫茲力達到平衡時，導體板上、下兩側之間就會形成穩(wěn)定的電勢差．設電流I是由電子的定向流動形成的，電子的平均定向速度為v，電荷量為e．回答下列問題：（1）達到穩(wěn)定狀態(tài)時，導體上側面A的電勢________下側面A＇的電勢（填“高于”、“低于”或“等于”）．（2）電子所受的洛倫茲力的大小為________________．（3）當導體上、下兩側之間的電勢差為U時，電子所受的靜電力的大小為_____________．（4）由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)為K＝，其中n代表導體板單位體積中電子的個數(shù)。參考答案：（1）導體中定向移動的是自由電子，結合左手定則，應填低于。（2）

（3）（或）（4）電子受到橫向靜電力與洛侖茲力的作用，兩力平衡，有又通過導體的電流強度以上兩式聯(lián)列，并將代入得10.一電池外電路斷開時的路端電壓為3V，接上8Ω的負載電阻后路端電壓降為2.4V，則可以判定電池的電動勢E為

??

V；內(nèi)電阻r為

??

Ω。參考答案：答案：3，211.某放射性元素原子核X有N個核子，發(fā)生一次α衰變和一次β衰變后，變成Y核，衰變后Y核的核子數(shù)為__________，若該放射性元素經(jīng)過時間T，還剩下沒有衰變，則它的半衰期為____________參考答案：N-4

12.豎直上拋運動，可看成是豎直向上的

和一個豎直向下

的運動的合運動參考答案：勻速直線運動，自由落體運動13.一段導體電阻是5Ω，1.5分鐘內(nèi)所通過的電量是45C．則導體兩端的電壓為

V。

參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.下圖為用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度的實驗時記錄下的一條紙帶。紙帶上選取0、1、2、3、4、5各點為記數(shù)點，將直尺靠在紙帶邊，零刻線與紙帶上0點對齊。由0到1、2、3……點的距離分別用d1、d2、d3……表示，測量出d1、d2、d3……的值，填入表中,①其中d1、d2、d3、d4已填，請?zhí)顚慸5于表格中。距離d1d2d3d4d5測量值(cm)1.752.903.804.50

②已知打點計時器所用交流電的頻率f=50Hz，由測量數(shù)據(jù)計算出：小車在點3時的速度大小的表達式為v3＝

；代入數(shù)據(jù)可得v3＝______m/s；加速度大小的表達式為a＝

；代入數(shù)據(jù)可得a＝

m/s2。（表達式用d1、d2、d3、d4、d5及f表示，計算結果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：5.00

0.13

0.5915.（6分）衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài)，物體對支持面幾乎沒有壓力，所以在這種環(huán)境中已無法用天平稱量物體的質(zhì)量。假設某同學在這種環(huán)境設計了如圖所示裝置（圖中O為光滑的小孔）來間接測量物體的質(zhì)量：給待測物體一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運動，設航天器中具有基本測量工具。則：

（1）物體與桌面間的摩擦力可以忽略不計，原因是

；

（2）實驗時需要測量的物理量是

；

（3）待測物體質(zhì)量的表達式為m=

。參考答案：（1）在完全失重狀態(tài)下，此時物體與桌面間無彈力，則摩擦力為零。

（2）彈簧秤讀數(shù)F，周期T，軌道直徑r

（3）（各2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.航模興趣小組設計出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m=2㎏，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F=28N。試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上升。設飛行器飛行時所受的阻力大小不變，g取10m/s2。

（1）第一次試飛，飛行器飛行t1=8s時到達高度H=64m。求飛行器所受阻力f的大小；

（2）第二次試飛，飛行器飛行t2=6s時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力。

①求飛行器能達到的最大高度h

。

②為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開始下落到恢復升力的最長時間t3。參考答案：（1）第一次飛行中，設加速度為勻加速運動由牛頓第二定律解得（2）第二次飛行中，設失去升力時的速度為，上升的高度為勻加速運動設失去升力后的速度為，上升的高度為由牛頓第二定律解得

（3）設失去升力下降階段加速度為；恢復升力后加速度為，恢復升力時速度為由牛頓第二定律F+f-mg=ma4ks#5@u且V3=a3t3ks#5@u解得t3=(s)(或2.1s)17.如圖，MN是一條通過透明球體球心的直線。在真空中波長為λ0＝400nm的單色細光束AB平行于MN的射向球體，B為入射點，若出射光線CD與MN的交點P到球心O的距離是球半徑的

倍，且與MN所成的角α＝30°，求：此透明體折射率和單色光在透明球體中的波長。參考答案：連接OB、BC，如圖D-2。在B點光線的入射角、折